犹太人超凡智慧揭秘-第5部分

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温度计所记录的最低温度却在0℃以上。他一直觉得这一情况不可理解。

当时他上的学校还特别重视古典语文，而他则特别讨厌这种课程。有一
天，他在上希腊文课时注意到练习本上有一个油点（那是他中午吃饭时弄上
的奶油），透过这个油点，可以看到背面一页上的字迹。于是他考虑起此事
的原因来。他想到，同样是水，当结成冰时就是透明的，而当凝成雪花时却
是不透明的，看来物体内部的透明度和它的内部结构的均匀性有关。他旨来
回忆说，那时他当然还不知道什么是“光的散射”，但他事实上是想到了散
射问题。这本来很好，但是当教师问他刚刚讲过的希腊文法时却傻了眼。

13　岁时，他摔断了手臂。那时伦琴刚刚发现了x　射线。他从报上读到，
利用x　射线，可以看到人体内的骨。此事使他大感兴趣，并开始了解了什么
是物理学。从那时起，他立志作一个物理学家。

当时的社会风气还不重视自然科学而是更重视人文科学和技术，另一方
面，由于19　世纪经典物理学的巨大成就，人们普遍地认为整个的物理学已经
“完成”，以后不会再有多大发展前途了。尤其是，当时在德国，学物理的
只能在大学里教书，而德国教育部门则很不愿意任命一个“非基督徒的”犹
太人当大学教授。因此，对弗兰克来说，学习物理确实显得是前途渺茫的。
他后来回忆说，在一次考试中，主考老师对他说：假如你要学一门“正经的”
专业，我就会给你不及格；现在你学物理了，我让你通过算了！这充分表明
了人们对物理学的蔑视态度。

1901　年，弗兰克勉强在中学毕了业，进了海德堡大学攻读化学专业。他
思路敏捷，聪慧过人，当老师刚把方程式列在黑板上的时候，他通过心算就
能迅速地作出答案。然而，他读书很不用心，成绩平平，在班上并不得老师
宠爱。有一次，有位老师斥责他说：“象你这样不肯念书的学生，将来要有
出息才怪呢！”自尊心很强的弗兰克忍受不了这种严厉批评，一气之下，退
出了学校，转到首都柏林求学，进入了柏林大学。从那以后，他发愤用功了。

二、“小字辈座谈会”


弗兰克刚刚步入科学界的时候，正是20　世纪原子物理和量子化学发展的
初级阶段，良好的时机为他选择研究课题提供了有利条件。当时的柏林，是
德国最重要的物理学中心。那里不但有柏林大学和柏林工业学院，而且还有
专门的研究机构“国家物理——技术局”。那里集中了一些大名鼎鼎的物理
学家，例如普朗克和瓦尔堡，稍为后来的还有爱因斯坦和德鲁德等等。那里
也集中了许多很有才华的青年人，他仍中的不少人后来也成了著名的物理学
家，例如哈恩和迈特纳等等。按照弗兰克的说法，当时他们那些青年人也知
道学物理没有什么出路，但是他们不能自持，非学物理不可，因此他们热爱
自己的本行，全力以赴地对待自己的学习和工作。有时教授早上走进实验室，
本来以为那里空无一人，但却发现青年人全在那里，原来他们在那里干了一
个通宵。

弗兰克后来回忆说，柏林的定期物理学讨论会给他留下了终生难忘的印
象。每次开会大约有40　人参加，其中包括成名的教授和即将开始写博士论文
的研究生，而且也包括象物理化学家能斯特那样的名人。大家在会上不拘形
式，畅所欲言，特别是那种追求真理的诚恳态度感动了弗兰克。当时，普朗
克刚刚提出了他自己的量子概念，但是他却费尽心机要把自己的伟大发现“消
灭在摇篮里”，即企图回到经典的连续性概念中去，那种无私的、认真的作
风给青年人们作出了榜样。弗兰克回忆说，当讨论会上有人提出了什么新见
解时，他们那些青年人很快就觉得自己已经明白了，但是教授们却要问东问
西，非把每一个细节弄清楚不可。因此青年人觉得教授们有点头脑迟钝，但
是他们也知道，教授们有很慎重、很可靠的判断力。因此青年人们说，当你
去找导师谈一个问题时，起初你可能要费很多时间去说服他，但是他一旦点
了头，你就可以很有信心地去开展自己的工作了。

当时物理学中一个热门课题是低压气体的放电现象。人们企图通过这种
现象的研究来探明原子、分子内部的结构和运动。因此，刚开始时，瓦尔堡
指定给弗兰克的课题也是这方面的研究。但是弗兰克很快发现，气体放电过
程太复杂，不容易分析出真正基本的规律来。他认为应该在尽可能单纯的条
件下来探索粒子的运动。于是他改换了课题，开始研究起电的“迁移率”来。
他采用了卢瑟福的办法，即适当调节交变电压的强度和频率以观察电子恰恰
能够到达放电营正极时的情况。他用这种办法得到了一些新的规律，发现电
子和一些惰性气体原子之间只有很小的作用力。1906　年，弗兰克以他关于电
子迁移率的论文获得博士学位。

1911　年，弗兰克获得了大学授课资格，后于1916　年被任命为柏林大学
讲师，于1918　年升为副教授。

从1911　年开始，弗兰克和刚获得博士学位的赫兹进行了合作，一起研究
了电子和原子的“弹性碰撞”。据说赫兹曾经说过，弗兰克既不仅仅是一个
实验物理学家，也不仅仅是个理论物理学家，因为他主要是从事的实验工作，
但是他有很清楚、很敏锐的理论头脑，实验中的许多新想法都是他提出来的。
从后来弗兰克和艾耳萨塞的那段交往，赫兹的这种评价应该说是很恰当的且
并无阿好之嫌。

当他们刚开始进行自己的实验研究时，人们对于各种原子的“电离电势”
还包有很不明确的看法。许多人认为，原子的电离电势和原子的种类无关，
一律是大约10　伏特。因此，弗兰克——赫兹实验的原始目的，其实是要比较
准确地测定之一电离电势的值，而且他们甚至把测得的4。9　伏特错误地理解


为原子的电离电势。现在许多教科书上关于这种实验的解释，是经过后来的
分析才确定下来的。

1914　年第一次世界大战爆发，德国的许多科学工作都陷于停顿，弗兰克
也和许多别的青年人一样参了军。尽管他完全不是一个能够适应军队生活的
人，他还是上了前线，而且后来得到了“铁十字勋章”。据说当指挥一队士
兵操练时，他在喊了“立正”的口令以后，又客气地补充说：“请你们立正”。
这个故事充分反映了弗兰克的和善性格。不久以后，弗兰克就在俄国战线上
患了痢疾。他病得很重，甚至不能自己活动了。多亏一位好军医的特殊照顾，
他才请准了假，被送回家中养病。在养病期间，他初步接触了玻尔的理论，
但是起初他还没有想通，以致直到1916　年他还认为自己的实验“否定了”玻
尔的理论。

事实上，早在1915　年8　月间，玻尔就撰写了《论辐射的量子论和原子的
结构》一文，文中按照他自己的理论观念来正确地诠释了弗兰克——赫兹实
验。玻尔指出，测得的419　电子伏，不是原子的“电离电势”而是相邻定态
之间的能量差，而在实验中观察到的电离现象也并不是电子撞击的直接后果
而是一种次级效应。后来这舌一结论也得到了独立的实验证实。

玻尔的再诠释是十分自然的，毫无牵强附会之处。这种再诠释进一步显
示了玻尔理论的力量。同时，也只有经过这样的再诠释，弗兰克——赫兹实
验的真实意义才得到充分的显示，而这种实验也立即成了光谱学以外关于定
态的存在的唯一的、最直接的实验证明。因此，在他的诺贝尔受奖演说中，
弗兰克曾经提到“我们在一个领域中经历的错误道路和曲折，而那个领域中
的康庄大道是由玻尔理论所开辟的”。

1920　年4　月，玻尔应普朗克的邀请访问了柏林，第一次会晤了普朗克、
爱因斯坦和弗兰克等人。当时玻尔已经成了物理学界的名人，他在柏林给人
们留下了十分良好的印象。在此期间，有些年轻人要求和玻尔单独座谈，不
许任何“老板”参加。这就是著名的“无巨头座谈会”，或许也可以叫做“小
字辈座谈会”吧？开会以前，哈伯尔探问能不能参加，弗兰克说不行，因为
他是正教授。哈伯尔又说，那么开完了会我请你们吃饭总可以吧？弗兰克说
可以，于是他们就“扰”了哈伯尔顿。

弗兰克在柏林呆了十九年（1902—1921　年）。这一时期不但是弗兰克在
学术上取得重大成就的一个时期，而且也是他在生活上很值得纪念的一个时
期。1911　年，他和一位瑞典钢琴家结了婚，他们在柏林生了两个女儿。当时
他们的生活是丰富的、快乐的，他们有一些志同道合的朋友，大家积极忘我
工作。有时有点空闲，他们也有一些交际和娱乐，可以参加普朗克家中的聚
会，欣赏爱因斯坦的小提琴，并听迈特纳演奏勃拉姆斯的乐曲。

三、繁茂的“哥廷根花园”

哥廷根大学有很久远、光荣的数学传统和物理学传统。该市的一个街角，
号称全世界数学科学的“原点”。第一次世界大战后，德国的物理学中心逐
渐从柏林移到了哥廷根。特别是在量子力学的创立和发展方面，哥廷根的人
们确实立下了不可磨灭的功勋。这在很大程度上是和玻恩及弗兰克的来到哥
廷根有很大关系。

20　年代初，哥廷根有几个教授职位出缺，需要找人接替。首先请去的是
弗兰克在柏林的大学同学泡耳。他被请到那里当实验物理学教授。按照当时
德国的惯例，“物理学研究所”的所长教授必须负责讲授“物理学大课”，


这相当于我国的普通物理学课程，听课的有各个自然科学专业的学生。因为
教学任务很重，教授的待遇也相应地很高。泡耳的大课安排得空前精彩，讲
课深入浅出，并辅以精心设计的演示实验。

除此以外，哥廷根还有一个“第二物理学研究所”，也需要一位教授。
当时人们特别属意的就是玻恩。但是玻恩对管理实验室没有信心和兴趣，他
在教育部的公文中找到了一个漏洞，提出哥廷根还应该有一位教授，他要求
聘请弗兰克和他一起去。人们对他的“狡辩”哈哈大笑，但是后来还是同意
了他的要求。

当时弗兰克也很乐于去哥廷根。他不愿意讲“大课”而更喜欢在实验室
里和人们讨论。这一点不成问题，因为“大课”已有泡耳负责。他希望两个
女儿能在小城市而不是柏林那样的大都市中长大，这一点哥廷根也很合适。
当然，最重要的是能和玻恩在一起，那正是他梦寐以求的事。

在哥廷根，逐渐聚集了许多很有天赋的年青人。他们分别从师于三位教
授，成为所谓“泡尔的人”、玻恩的人”和“弗兰克的人”。其中“玻恩的
人”当然是一些学理论的学生，他们耽于思索，举动不俗，形成所谓“玻恩
幼儿园”。相传有位教授看到一个“玻恩幼儿园”的“孩子”躺在地上，以
为他摔伤了，就走上去帮助他，那人却说：“别打扰我，我正在考虑问题。”

当时的研究生，在申请博士学位以前不必通过任何考试，学生的选取全
由教授决定。想成为“弗兰克的人”并不容易，要经过很强烈的竞争。特别
说来，弗兰克要求自己的学生具备较好的化学基础，实验技能更不待言。但
是，一旦得到接受，那个人就和弗兰克成了一家人。当时一般的德国教授都
很有架子，对待青年人的态度往往很拘泥和生硬。弗兰克则不然，他和学生
们相处得很亲密，不但关心学生们的学业，而且关心他们的生活。

诺贝尔物理学奖获得者梅耶夫人上过“玻恩幼儿园”。她回忆说，有一
天她走进一个房间，发现三位教授都在：泡耳教授只对他点了点头，玻恩教
授说了声“你好”，而弗兰克教授则和他握了手。这个故事说明了弗兰克的
和善性格。

按照当时的“编制”，弗兰克和玻恩属于同一个“第二物理学研究所”，
而且他们又是老朋友，从而他们相处的十分亲密。他们不但共同管理、领导
了研究所，而且共同主持了“物理学讨论班”。在讨论会上，大学高年级的
学生和已经开始作论文的研究生们将讨论各种物理学问题，特别是微观物理
学方面的问题。

当年有幸参加过哥廷根集体的人们，全都记得弗兰克和玻恩之间的密切
合作、亲密友谊和无拘无束的意见交流。据玻恩自己说，在哥廷根的十几年
间，他和弗兰克的每一篇著作都经过两个人的详细讨论，尽